冰蓄冷技术主要应用于空调、食品加工、化工、建筑等行业。其基本原理是利用夜间的低谷电力制冰,在白天用冷高峰期释放冷量,由此实现电力负荷的移峰填谷。目前,国际上冰蓄冷系统主要包括静态蓄冰(比如冰球、盘管等)和动态蓄冰(比如冰浆、片冰等)两种形式。国内的冰蓄冷技术主要是盘管和冰球两种形式。这两种技术的主要缺点是占地面积大、蓄冷能效低、单位体积蓄冰量低,导致技术推行过程中出现了困难。动态冰蓄冷采用具有良好流动特性的冰浆取代现有的冰球和盘管的蓄冷技术。实践证明,动态冰蓄冷技术不只初投资小于现有的冰球和盘管蓄冷,而且其运行效率高于其他蓄冰形式,同时具有占地面积小、蓄冰槽适应性强等优点,因此,在我国具有广阔的发展空间。该技术的研究成功,不只填补了我国在该领域的空白,而且将较大程度上促进冰蓄冷技术在我国的推广利用,有效实现电力负荷的移峰填谷。动态系统降低冷机部分负荷运行时间80%,提升设备效率。四川机房动态冰蓄冷原理
冰蓄冷系统有两种形式:全蓄冷系统和部分蓄冷系统。全蓄冷系统:即建筑物在电力高峰期所需要的全部冷负荷,在夜间低谷期全部储存起来,从而避免制冷机在电力高峰期的运行,运行费用降到较低。部分蓄冷系统:即在夜间电力低谷期只储存一部分冷量, 在白天用电高峰期(或平谷期),电制冷机和蓄冷设备联合供应建筑其余部分冷负荷。这种部分蓄冷方案可以减少初投资和缩短投资回收期。故部分蓄冷系统应用较多。系统制冰蓄冷时,如有连续且较大的空调负荷时,宜另设基载主机单独向空调系统供冷,以获取较高的制冷效率,降低能耗。四川机房动态冰蓄冷原理过冷水动态制冰技术获国家科技进步二等奖。
刮刀式换热器的内表面(刮刀叶片接触面)处理要求非常光滑,而且刮刀叶片与换热壁面之间的接触必须紧密。另一方面,由于由纯水生成的冰晶颗粒较粗,而且容易聚集硬化,更容易导致堵塞,因此此种制冰方法中往往需要在水中添加一定浓度的冰点抑制剂,如乙二醇、NaCl等。由此又引入了对设备材料的防腐问题。换热器内表面和整个刮刀组件都是长期浸泡在乙二醇(或NaCl等其他盐类)水溶液中,并且处于高流速的不利腐蚀条件下,因此金属材料必须具有特殊的耐腐蚀性能。刮刀叶片一般采用塑料材料,在与金属换热避免长期高速摩擦的情况下,必须具有高耐磨的性能。
流态化动态冰蓄冷技术制冰过程的较大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水,然后把过冷水转移到远离传热壁面的空间里解除过冷、生成冰浆。这样就彻底避免了冰在传热壁面上形成的可能性,既消除了固态冰层导热热阻的存在,同时在液体和传热壁面之间又始终保持着强制对流的高效率换热模式,因此整个制冰环节的传热系数得到大幅度提高。另一方面,制冰过程中的换热温差、流量等参数都保持稳态,并不因时间而变化,从而保证了出冰速度的恒定,也便于系统的控制。流态化动态冰蓄冷主要包括两种形式,即以高砂热学为表示的过冷水式和以Sunwell(日本)为表示的刮刀扰动式。冰浆浓度可视化监测系统,数据刷新率1次/秒。
从系统稳定性和可靠性上来看,该系统对控制精度要求比较高,控制比较复杂,系统的稳定性和可靠性大多取决与系统的自控,否则会产生冰堵、机组振、能耗高等一系列问题。从与Z]能源公司沟通与交流来看,其公司设备是专业技术技术,克服了冰晶式动态蓄冰系统上传统的技术问题,以上风险在其项目室例中未见相关隐患。但所提供的项目案例时间均不超过5年,还有待市场时间上的进一步检验。综上,该蓄冰系统节能性较好,能够降低投资,节约运行费用,如果能够解决报告中的技术风险,可考虑在本项目中采用。动态供冷末端配置比例阀,室温控制精度±0.3℃。四川机房动态冰蓄冷原理
动态系统参与电网需求响应,每年获取补贴收益超50万元。四川机房动态冰蓄冷原理
过冷却蛋壳热交换器可以采用壳管式、套管式、板式等多种形式的换热器。为了防止过冷水在换热器内结冰,换热器内表面需要或进行特殊涂层处理,同时对换热器内部的流场特性也有很高的要求,否则很难获得足够大的过冷度,以及避免堵塞。过冷却基础理论解除关键技术也包括多种,如机械方法、热方法、超声波方法等。过冷水式动态制冰技术的系统控制要求非常高,这也是该技术走向所面临的一大技术难点。由于冰浆中固液两相存在密度差,在蓄冰槽中可以循环抽取出冰浆中分离出来的液态水,再送回制冰管理系统中生成冰浆,由此可使蓄冰槽内的冰浆固相含量(IPF)达到 60%以上。四川机房动态冰蓄冷原理